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基于整车仿真分析的FSAE车架轻量化设计研究
| 论文题名： | 基于整车仿真分析的FSAE车架轻量化设计研究 |
| 关键词： | FSAE赛车;车架结构;有限元分析;轻量化设计;整车性能;计算机仿真 |
| 摘要： | 中国大学生方程式汽车大赛(简称“中国FSAE”)是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。赛车的整体性能对赛车在比赛中的表现有着至关重要的作用。车架作为赛车的一个重要组成部分，不仅是大部分零部件和总成的承载体和连接体，而且还承受着各种复杂的载荷。因此车架的优化设计对整车的性能有着重要的意义。本文依据某校的FSAE赛车的车架与悬架为研究对象，利用ADAMS建立：悬架模型并进行不同工况下的理论分析与动力学模型的仿真，求出悬架与车架之间的受力，然后对车架进行有限元分析以及轻量化设计，最终对轻量化后的车架进行安全合理性验证。 首先，依据某校FSAE赛车的车架与悬架实物模型，分别在ADAMS中建立悬架模型并进行动力学仿真，求出悬架与车架连接点在不同工况下的受力值大小，之后在Pro/E中利用EFX建立桁架式车架模型，然后导入ANSYS Workbench中对车架进行不同工况下的有限元分析。 其次，根据轻量化设计的相关理论和方法进行研究与归纳，并将其应用到车架轻量化设计研究中，在对车架不同工况下有限元分析的基础上，根据应力分布结果以及拓扑优化，功能轻量化的相关理沦，对车架强度分布富裕的地方进行轻量化设计，使得车架减轻了4.8Kg，得到新车架的质量为31.6Kg，减重比为13.2％。 最后，对轻量化后的车架进行刚度与强度的静力学分析，对比轻量化前后车架对整车性能的影响。并对轻量化后的车架进行模态分析来验证赛车的车架是否满足振动要求。结果表明，本次轻量化后的赛车车架满足强度与刚度要求，同时车架的固有频率亦避开激励频率，因此本次的轻量化设计方法具有可行性。 |
| 作者： | 马粉粉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 崔亚辉;王宏江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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